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PROGRAMA DE POSTGRADO EN INGENIERÍA DE
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MENCIÓN GERENCIA DE SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD
INDUSTRIAL
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DEFINICIÓN DEL NIVEL DE RIESGO DEL CENTRO DE
ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE CRUDO
TEJERO (CATCT), APLICANDO LA METODOLOGÍA
ANÁLISIS CUANTITATIVO DE RIESGOS,
PDVSA, EL TEJERO, ESTADO MONAGAS, AÑO 2008.
Trabajo de Grado Presentado Como Requisito Parcial Para Optar Al Titulo de Magister Scientiarum en Ingeniería de Mantenimiento. Mención Gerencia de Seguridad y Confiabilidad Industrial.
Tutor: Msc. Jorge Guzmán Autor:Ing. Wilmer Velásquez
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PROGRAMA DE POSTGRADO EN INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO MENCIÓN GERENCIA DE SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD NDUSTRIAL
SEDE BARCELONA
ACEPTACIÓN DEL TUTOR
Por la presente, hago constar que he leído el proyecto de trabajo de grado (tesis) presentado(a) por el (la) ciudadano (a)_WILMER RAFAEL VELÁSQUEZ CAMPOS para optar al Grado de MAGÍSTER EN INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO, Mención GERENCIA DE SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD INDUSTRIAL, cuyo título tentativo es: DEFINICIÓN DEL NIVEL DE RIESGO DEL CENTRO DE ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE CRUDO TEJERO (CATCT), APLICANDO LA METODOLOGÍA ANÁLISIS CUANTITATIVO DE RIESGOS, PDVSA, EL TEJERO, ESTADO MONAGAS (2008) y que acepto asesorar al estudiante en calidad de Tutor, durante la etapa del desarrollo del Trabajo (Tesis) hasta su presentación y evaluación.
En la Ciudad de Barcelona a los 16 días del mes de Agosto del año 2009.
(Firma)
_______________________
DEDICATORIA
A Dios, por haberme dado las fuerzas para sobre llevar todas las desavenencias presentadas.
A mis padres Cruz de Velásquez y Wilmer Velásquez, ejemplos de constancia y responsabilidad, factores fundamentales en esta meta que estamos alcanzando.
A mí querida Aucris Herrera, por todo el amor, apoyo y comprensión suministrado de manera incondicional. A la niña Ana Gabriela que se esta gestando dentro de su vientre, quien con el favor de Dios vendrá a iluminar nuestras vidas.
A mis hermanos Sofía del Valle, Cruz José, Juan José y Rosa Luciana. Especialmente a mi hermano Cruz José, mi más sincero cariño y respeto. Hermanos cuenten conmigo.
A mi Abuela Lucila y Tía Reina, gracias por todas las atenciones, siempre estaré agradecido.
A mis sobrinos Alexander Rafael y Edward de Jesús.
A todos mis tíos y primos.
AGRADECIMIENTOS
A la empresa PDVSA Exploración y Producción, Distrito Norte, especialmente al personal de los Departamentos de Mantenimiento y Operaciones de la Gerencia de Coordinación Operacional Oriente (COO).
A los ingenieros Leonel Arteaga, José Espinoza y Orlando Aguilera por el apoyo prestado durante la investigación.
A la Msc. Rossy Indriago por la dedicación y alto profesionalismo transmitido.
Al Msc. Jorge Guzmán por brindar su experiencia y guía en el desarrollo de este proyecto.
A mis compañeros de estudios Rosana del Mar Galíndez, Rosemary Piñango, Beatriz Brito, Reny Valdez, a todos en general.
A mis compañeros de trabajo Norayda Anderson, Evelia Peña, Miguel Báez, Williams Brito y Manuel Marcano.
LISTA DE TABLAS
N° TABLA Pág.
1 Cuadro Diagnóstico del Problema.……….……….. 5
2 Niveles de Daños Para Terceros y Trabajadores ……….. 25
3 Criterios de Tolerancia de Riesgo Individual Para Terceros y
Trabajadores…….……… 32
4 Capacidad de los tanques de almacenamiento de crudo del
CATCT y el tipo de segregación manejado por cada tanque ….….. 45
5 Operacionalización de Variables……… 46
6 Especificaciones Técnicas de las Bombas Centrífugas de la Sala de Bombas 1 del CATCT.……….…….. 50
7 Especificaciones Técnicas de los Motores Eléctricos de la Sala
de Bombas 1 del CATCT.……….…….. 51
8 Especificaciones Técnicas de las Bombas Centrífugas de la Sala de Bombas 2 del CATCT.……….…….. 51
9 Especificaciones Técnicas de los Motores Eléctricos de la Sala
de Bombas 2 del CATCT.……….…….. 52
10 Especificaciones Técnicas de las Bombas Centrífugas de la
Sala de Bombas Reforzadoras del CATCT.……….… 52
11 Especificaciones Técnicas de los Motores Eléctricos de la Sala de Bombas Reforzadoras del CATCT.……….…….. 53
12 Especificaciones Técnicas de los Tanques de Almacenamiento del CATCT……….…….. 54
13 Criterios de Aceptación Operacional..……….…….. 58
14 Dispositivos de Seguridad de la Sala de Bombas
Reforzadoras………..……….…….. 58
1 y 2………..……….…….. 16 Resultados del Análisis Preliminar de Peligros (APP) en el
CATCT………..……… 60
17 Probabilidad de Fuga en Tuberías en Tierra Firme…………... 65
18 Probabilidad de Ignición de Fugas de Gas y Líquido en Instalaciones en Tierra Firme………..……… 65
19 Probabilidad de Explosiones en Instalaciones en Tierra Firme… 66 20 Valores Asignados Para Probabilidad de Ignición Retardada….. 66
21 Índices de Frecuencia (IFR) - Árbol de Eventos Fuga de Crudo. 69 22 Frecuencia de Fallas de los Equipos….……….…….. 69
23 Tiempo de Actuación de las Válvulas de Bloqueo……….. 72
24 Condiciones Meteorológicas……….. 73
25 Tipos de Estabilidad Atmosférica.……….. 74
26 Composición Molar de las Segregaciones Manejadas en el CATCT………. 74
27 Condiciones de Operación de los Escenarios Identificados……. 75
LISTA DE FIGURAS
N° FIGURA Pág.
1 Flujograma de Aplicación del Análisis Cuantitativo de
Riesgos.……….. 17
2 Ejemplo del Contorno de Riesgo Individual ……….……… 30
3 Criterio PDVSA de Tolerancia de Riesgo Social….………..……. 33
4 Ubicación Geográfica del CATCT………..……… 49
5 Esquema Entrada – Proceso – Salida del CATCT….………….… 57
6 Árbol de Eventos Fuga de Crudo……….…..……… 68
7 Resumen Consecuencias Mayores de Fatalidad – CATCT……… 85
8 Resumen Consecuencias Mayores de Dispersión de Nube Inflamable para el 100% del LII – CATCT.…..……….. 87
9 Resumen Consecuencias Mayores Radiación Térmica para el 1% de Fatalidad – CATCT……… 88
10 Resumen Consecuencias Mayores de Sobrepresión para el 1% de Fatalidad – CATCT………. 89
11 Contornos de Riesgo – Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT)……….. 92
LISTA DE FÓRMULAS
N° FÓRMULAS Pág.
1 La ecuación Probit para radiación……….. 23
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PROGRAMA DE POSTGRADO EN INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO MENCIÓN GERENCIA DE SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD INDUSTRIAL
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DEFINICIÓN DEL NIVEL DE RIESGO DEL CENTRO DE
ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE CRUDO TEJERO
(CATCT),
APLICANDO
LA
METODOLOGÍA
ANÁLISIS
CUANTITATIVO DE RIESGOS, PDVSA, EL TEJERO, ESTADO
MONAGAS, AÑO 2008.
Autor: Ing. Wilmer Velásquez Tutor: Msc. Jorge Guzmán
Año: 2009
RESUMEN
El Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR) consiste en la evaluación sistemática de una
instalación industrial propuesta o existente, con el fin de identificar todo evento
potencialmente peligroso y estimar los daños al personal, instalaciones, terceros y el
ambiente como consecuencia de fugas de sustancias tóxicas e inflamables. Se identificaron
cincuenta (50) escenarios que pueden generar impacto a causa de un evento indeseado y
cuatro (4) tipos de accidentes posibles: chorro de fuego (jet fire), piscina de fuego (pool fire),
fogonazo (flash fire) y explosión de una nube de vapor (VCE). El máximo nivel de riesgo
individual alcanzado en las instalaciones del CATCT es de 1,0x10-4 año-1, el cual es un nivel
de riesgo Aceptable.
ÍNDICE GENERAL
pp.
DEDICATORIA………. iii
AGRADECIMIENTOS……….. iv
LISTA DE TABLAS………... v
LISTA DE FIGURAS……… vii
LISTA DE FÓRMULAS……… viii
RESUMEN...………. ix
INTRODUCCIÓN CAPÍTULOS: I I..EELLPPRROOBBLLEEMMAA Planteamiento del Problema……...……...…...……. 3
Objetivos de la Investigación……….. 8
Justificación de la Investigación...……….. 9
Limitaciones…………...……….. 11
II. MARCO REFERENCIAL Antecedentes de la Investigación...………….. 12
Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR)……….. 14
Ventajas y desventajas del Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR)…. 15 Criterios y metodologías para el Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR)……… 15
Estimación de Consecuencias………. 18
Modelos de Simulación, Cálculos……… 19
Selección de los Tamaños de Orificios de Fuga………... 20
Criterios de Daño………. 22
Estimación de Frecuencia de Eventos Peligrosos……… 25
Árbol de Eventos………. 25
Riesgo Individual………. 29
Riesgo Social……… 32
Categorías de Riesgo………... 33
Bases Legales………... 35
Glosario……….. 37
III. MARCO METODOLÓGICO Diseño de la Investigación…... 41
Tipos de Investigación………. 41
Población y Muestra………. 44
Operacionalización de Variables………. ... 46
IV. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Descripción del Contexto Operacional del Centro de Almacenamiento y
Transporte de Crudo Tejero (CATCT)... 48 Identificación de la Frecuencia de Eventos Peligrosos Utilizando la Técnica Árbol de Eventos………. 61 Identificación las consecuencias de los eventos que pueden presentarse
en el CATCT, utilizando el software Canary By Quest………..… 71 Cuantificación del nivel de riesgo social e individual del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero………. 90
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones………. 95
Recomendaciones……… 98
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………. 100
ANEXOS
A.- Norma PDVSA IR-S-02 Criterios Para el Análisis Cuantitativo de Riesgos.
B.- Norma PDVSA IR-S-15 Standard Guidelines For Pipelines Systems Risk Analysis.
INTRODUCCIÓN
El área Norte del Estado Monagas se concentra en 14 mil kilómetros cuadrados (km2) de extensión, 318 pozos capaces de garantizar el 40% de la producción de PDVSA Oriente y 25% de la producción nacional de crudo, lo que se traduce en más de 800 MBNPD de petróleo y 30,372 MMPCND de gas. A través de las unidades productoras, las cuales extraen el crudo del yacimiento, se inicia el manejo de dicha producción, la cual es enviada por medio de tuberías de producción a las estaciones de flujo para separarlo del gas y posteriormente ser bombeado a los patios de tanques.
Desde sus inicios en Julio de 1945, el Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero, ha sido la instalación encargada de recibir, almacenar, medir, bombear y transportar toda la producción de crudo del Distrito Norte hacia los terminales de almacenamiento y embarque de Puerto la Cruz y Jose. Actualmente cuenta con trece (13) tanques de almacenamiento de crudo, nueve (9) bombas reforzadoras y dieciséis (16) bombas principales. Actualmente maneja una producción de 658 MBN de crudo Mesa 30 y 182,3 MBN de crudo Premium o Santa Bárbara.
estimación de la frecuencia de ocurrencia y de la magnitud de sus consecuencias.
El presente trabajo se encuentra estructurado en cinco (5) capítulos, los cuales se describen brevemente a continuación:
Capítulo I, en este capítulo se explicó la problemática existente de una manera estructurada (cuadro diagnóstico, formulación y sistematización), los objetivos que persiguió la investigación, así como su justificación desde el punto de vista teórico, práctico y metodológico; también se mencionan las limitaciones para el desarrollo de los objetivos.
Capítulo II, en esta sección del trabajo se citan como antecedentes trabajos relacionados con la aplicación del Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR), también se tomaron en cuenta todas las bases teóricas, bases legales y los términos básicos que permitirán el mejor entendimiento del contenido de la investigación.
Capítulo III, está conformado por el diseño y tipos de investigación que se adaptaron a la aplicación del ACR, además se describe la población y la muestra del estudio, la operacionalización de variables y las técnicas e instrumentos de recolección de datos.
Capítulo IV, en este capitulo se realiza el análisis de los resultados obtenidos en las diferentes fases del presente estudio.
Capítulo V, en esta sección se presentan las conclusiones y recomendaciones del estudio realizado.
CAPÍTULO I
El PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
La mayoría de las personas están familiarizadas con el enfoque determinístico de la seguridad, en el cual se diseña de acuerdo con normas, reglamentos o códigos de prácticas aceptadas, asumiendo que no debería fallar. Sin embargo, el enfoque determinístico comenzó a cuestionarse debido a que pesar de que las instalaciones estaban diseñadas bajo normas, seguían ocurriendo eventos no deseados con graves daños a las personas y a las propiedades. Prueba de lo anterior son algunos accidentes que han ocurrido alrededor del mundo, tales como; Flixborough (Inglaterra, 1974) Explosión de Nube de Vapor (28 fatalidades), San Juanico (México, 1984) Explosión de Gas Licuado de Petróleo (650 fatalidades), Piper Alpha (Mar del Norte, 1988) (165 fatalidades), entre otros.
Producción es el primer eslabón de la cadena, el cual se ubica aguas arriba del negocio. De esta fase depende el hallazgo de hidrocarburos (gaseosos y no gaseosos) en el subsuelo. A nivel nacional cuenta con cinco (5) Gerencias de División: Oriente, Occidente, Faja del Orinoco, Costa Afuera y Centro – Sur, mientras que la Gerencia de Exploración y Producción Oriente cuenta con dos (2) Distritos: San Tomé y Norte.
El Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT) es la instalación encargada de recibir y almacenar toda la producción del Distrito Norte. El sistema de manejo de crudos del CATCT está integrado por tres (3) sub - sistemas, el sistema de almacenamiento está conformado por trece (13) tanques de crudo, los cuales brindan una capacidad de almacenamiento nominal de 2,095 MMBNP de crudo, por lo que es considerado el más importante en su tipo. El sistema de bombeo está integrado por dieciséis (16) bombas principales y nueve (9) bombas reforzadoras, para una capacidad de bombeo nominal de 1,600 MMBNP.
Tabla N° 1
Cuadro Diagnóstico del Problema.
Síntomas Causas Pronóstico Control al
Pronóstico _ Desviaciones con
respecto a las
Normas
Corporativas.
_ Desconocimiento
de los Niveles de
Riesgo de la
instalación.
_ Plan de Respuesta
y Control de
Emergencias y
Contingencias no
adecuado a la
realidad.
_ Desconocimiento
de afectación a
terceros en caso de
eventos dentro de la
instalación.
_ Incendios
forestales que han
ingresado a la
instalación.
_ Altos volúmenes de
petróleo manejados.
_ Muchas de las
operaciones son
realizadas en forma
manual debido a que
los sistemas de
recibo,
almacenamiento,
drenajes y bombeo de
crudo no están
completamente
automatizados.
_ Cercanía de las
poblaciones de El
Tejero y Casupal
(16.000 habitantes).
_ Sistema contra
incendio de la
instalación en mal
estado.
_Falta de
mantenimiento mayor
a los tanques de
almacenamiento de
crudo.
Accidentes
potenciales
(incendios,
derrames, entre
otros) con posible
afectación a los
trabajadores y
terceros
(comunidad), así
como daños
materiales y al
ambiente.
Definir el nivel de
riesgo del Centro de
Almacenamiento y
Transporte de Crudo
Tejero (CATCT),
aplicando la
metodología Análisis
Cuantitativo de
Riesgos.
PDVSA Distrito Norte dentro del Plan de Desarrollo 2004 – 2023, siguiendo con sus políticas de crecimiento, ha establecido alcanzar de forma progresiva un volumen de producción de 1,139 MMBNPD de crudo. El Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT) es fundamental para que la Corporación alcance el objetivo planteado. El incremento de la volumetría de producción, aunado a la falta de mantenimiento mayor en los tanques de almacenamiento de crudo, incrementan la posibilidad de ocurrencia de eventos no deseados (incendios, derrames, fugas), dentro del CATCT, aunado a un sistema contra incendios no adecuado a la capacidad de almacenamiento actual de la instalación, lo cual disminuye la posibilidad de mitigación y control del evento indeseado.
FORMULACIÓN
¿En qué forma se puede identificar el nivel de riesgo en el Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT)?
SISTEMATIZACIÓN
¿Cuál es el contexto operacional del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT)?.
¿ Cómo estimar la frecuencia de eventos peligrosos utilizando la técnica de árbol de eventos?.
¿De qué manera se puede estimar las consecuencias de los eventos que pueden presentarse en el CATCT?.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
General
Definir el nivel de riesgo del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT), aplicando la metodología análisis cuantitativo de riesgos, PDVSA, El Tejero, Estado Monagas, Año 2008.
Específicos
Describir el contexto operacional del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT).
Identificar la frecuencia de los eventos peligrosos utilizando la técnica de árbol de eventos.
Identificar las consecuencias de los eventos que pueden presentarse en el CATCT, utilizando el software Canary By Quest.
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
Justificación Teórica
La aplicación de la metodología Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR) se realizó sobre la base de la norma corporativa de PDVSA IR-S-02; el objetivo de este documento es unificar y establecer la metodología y los criterios de ACR como elemento fundamental de los Estudios de Seguridad a ser aplicados en las etapas de: Visualización, Conceptualización, Definición, Implantación, Operación y Abandono / Desmantelamiento de una instalación, así como la ejecución de cambios o modificaciones durante su vida útil, en la industria petrolera y petroquímica nacional.
Justificación Práctica
La cuantificación del nivel de riesgo del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT), permitió conocer el impacto individual (trabajadores) y social (comunidad), en caso de eventos no deseados en la instalación, clasificando estos eventos de acuerdo con su importancia relativa. La aplicación de la metodología ACR permitió comparar los niveles de riesgos de la instalación con los criterios de tolerancia de riesgo individual y social de PDVSA, obtener elementos de juicio para soportar decisiones gerenciales que permitan incrementar el nivel de seguridad de la instalación a través de medidas de reducción de riesgo óptimas y rentables, mejorar el plan de emergencias y contingencias, además sirve de base para la determinación de zonas de máxima seguridad de la instalación.
Justificación Metodológica
la investigación. Para la recolección de la información a través de la opinión de expertos, se realizaron entrevistas al personal de cada disciplina. (mecánica, instrumentación, electricidad, equipos estáticos, operaciones, seguridad, entre otros).
La cuantificación de los niveles de riesgos del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT), servirá de soporte para la determinación de las zonas de seguridad, adecuación del Plan de Respuesta y Control de Emergencias y Contingencias, así como para realizar las mejoras en el sistema contra incendios, considerando los posibles eventos no deseados y la magnitud de los mismos.
LIMITACIONES
Para realizar las estimaciones de consecuencias de los eventos que pueden presentarse en el Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT), se utilizó el software Canary By Quest. Dicho software tiene una llave de acceso física que se encuentra en poder del personal de Ingeniería de Riesgos de la Gerencia de Seguridad Industrial (PDVSA). La limitación se presentó en la disponibilidad y tiempo de este personal en suministrar la llave de acceso.
CAPÍTULO II
MARCO REFERENCIAL
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.
Báez (2004) en su trabajo de grado “Elaboración de los planeamientos previos para el combate de incendio en las instalaciones del Patio de Tanques Travieso, Coordinación Operacional, PDVSA Oriente, Distrito Norte, Área Punta de Mata”.
lo establecido en la Norma NFPA 20 (“Standard for the Installation of Centrifugal Pumps”), debido a que no se cuenta con una bomba de respaldo, por lo que se recomienda la instalación de una bomba diesel de respaldo para cumplir con lo mínimo establecido por la norma.
Fajardo (2003) en su trabajo de grado “Elaboración del Plan de Respuesta y Control de Emergencias para la Estación de Flujo Santa Bárbara, perteneciente al Distrito Punta de Mata, Año 2003”.
Como resultado de este trabajo, se logró establecer un procedimiento escrito, el cual indicará por medio de un flujograma, las acciones que se deben tomar en caso de ocurrir una emergencia y/o evento y además se definieron cada una de las funciones y responsabilidades.
BASES TEÓRICAS.
Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR)
Según ARPCA, Asesores de Riesgos de Procesos (2003), los códigos y normas aplicables estrictamente en el diseño, no garantizan que los procesos sean totalmente seguros, dado que no contemplan escenarios y eventos posibles como error humano, falla de los sistemas de protección, eventos sobre los cuales no se tiene experiencia previa, entre otros.
Con el propósito de evitar o reducir estos eventos, se desarrolló el enfoque predictivo, el cual considera a diferencia del enfoque determinístico, todos los escenarios peligrosos, incluyendo falla de los sistemas de protección, error humano y el entorno. Este enfoque se basa fundamentalmente en la aplicación de los criterios del Análisis Cuantitativo de Riesgos, para determinar la probabilidad de ocurrencia, así como la severidad de los eventos no deseados, con el fin de contar con dispositivos y acciones de carácter preventivo y sistemas de respuesta de control de emergencias.
tomar decisiones gerenciales que conlleven al incremento de los niveles de seguridad de la instalación.
Ventajas y limitaciones del Análisis Cuantitativo de Riesgos:
Entre las ventajas que ofrece esta técnica se tienen las siguientes:
Reduce la subjetividad en la identificación de las áreas críticas.
Permite considerar todos los escenarios de accidentes incluyendo aquellos con muy baja probabilidad de ocurrencia o sobre los cuales no se tiene experiencia.
Identifica las posibles secuencias de accidentes, cuantificando su frecuencia y severidad, con el objeto de clasificarlas de acuerdo con su importancia relativa.
Provee bases para toma de decisiones.
Considera el entorno de la instalación, favoreciendo la armonía en las instalaciones.
Algunas de las limitaciones de esta metodología son:
Calidad de la información (base de datos).
Limitaciones en los recursos (costos, tiempo, modelo de cálculos).
Criterios y metodologías para en Análisis Cuantitativo de Riesgos
inflamables y tóxicos en cantidades y condiciones de proceso que determinan un alto potencial de explosiones, incendios o nubes tóxicas.
Las etapas de la vida de la instalación a ser consideradas para la aplicación del ACR son:
Visualización.
Ingeniería conceptual.
Ingeniería básica.
Ingeniería de detalles.
Construcción.
Arranque.
Operación.
Cambios y modificaciones.
Abandono.
Desmantelamiento.
Figura Nº 1
Flujograma de Aplicación del Análisis Cuantitativo de Riesgos
Nota: Norma PDVSA IR-S-02 (2004) Descripción del sistema
Identificar Peligros
Estimar Frecuencias Estimar Consecuencias
Cuantificar Riesgo
¿Nivel de Riesgo en la
Región Intolerable?
¿Nivel Riesgo en la
Región Reducible? Fin del proceso o definir medidas
de reducción o aplicar ACB si el beneficio es atractivo de riesgo solo en caso que sean evidente
con respecto al costo.
SI Modificar Diseño/
Aplicar (MRR)
Identificar posibles medidas de reducción del riesgo
(MRR) Aplicar Análisis Costo Beneficio (ACB) a las MRR
¿Nivel de Riesgo en la Región Mínimo?
Fin SI
NO
NO
SI
Estimación de Consecuencias
La estimación de consecuencias es el término aplicado al uso de una serie de modelos matemáticos para estimar el área afectada (consecuencias) por los peligros originados en diferentes escenarios de accidentes (Norma PDVSA IR-S-02, 2004).
Escenarios:
Típicamente los escenarios incluidos en un análisis de consecuencias de una instalación que procese hidrocarburos son:
Fugas de fluidos tóxicos y/o inflamables/combustibles de equipos de proceso, tuberías y tanques de almacenamiento.
Incendios que envuelven fugas de productos inflamables.
Explosiones de nubes de vapor.
Ocurrencia de bola de fuego (BLEVE) en recipientes de proceso presurizados conteniendo gases licuados inflamables.
Las consecuencias originadas por los peligros de los escenarios de accidentes anteriormente listados, incluyen Seres Humanos (Trabajadores/Terceros) y Equipos (Activos):
Exposición de personas a vapores tóxicos
Exposición de personas, equipos y propiedades a radiación térmica.
Modelos de Simulación, Cálculos:
Dado que la estimación de consecuencias implica un alto nivel de complejidad y requiere una predicción lo más exacta posible del área afectada por cada peligro, es importante usar modelos apropiados para cada escenario específico y al mismo tiempo, aquellos que hayan demostrado proveer predicciones razonablemente precisas comparadas con los resultados obtenidos en pruebas de campo, a gran escala o en accidentes previos.
Por cuanto la ejecución de un Análisis Cuantitativo de Riesgos implica la realización de gran cantidad de operaciones matemáticas para la estimación de consecuencias, es recomendable el uso de paquetes computarizados que contengan modelos validados para este fin. En línea con esto PDVSA, ha aprobado el uso de las siguientes herramientas de simulación:
PHAST – Det Norske Veritas
CANARY – Quest Consultants Inc.
Un Análisis de Estimación de Consecuencias usualmente consiste de los siguientes sub–estudios:
_ Cálculo de descarga de sustancias inflamables/combustibles y tóxicas (cantidades, tasas, duración, etc.)
_ Cálculo de niveles de radiación, sobrepresión y concentraciones inflamables y/o tóxicas.
_ Estimación de afectación a la integridad física de personas y equipos.
Composición, temperatura, y presión del fluido antes del escape.
Propiedades físicas, químicas y termodinámicas de los componentes del fluido.
Ubicación y orientación del escape.
Flujo normal de operación.
Tiempo de cierre de válvulas.
Volúmenes de recipientes y tanques.
Dimensiones de las áreas de represamiento, incluyendo diques de tanques.
Condiciones ambientales (velocidad del viento, estabilidad atmosférica, humedad relativa, temperatura del aire/suelo).
Características del terreno, así como del área circundante.
Selección de los Tamaños de Orificios de Fuga:
Debido a la fuerte influencia de los diámetros de orificios de fuga en los resultados de las consecuencias finales, es recomendable establecer tamaño de agujeros que representen casos o fugas menores, medianas y mayores, donde el rango de tamaños permita evaluar las consecuencias dentro y fuera de los límites de la planta.
Normalmente las consecuencias de los escenarios evaluados pueden afectar a personas y equipos dentro o fuera del límite de propiedad de la instalación. Para afectación dentro de los límites de propiedad, los tamaños de agujeros pequeños y medianos usualmente dominan el riesgo, debido a que son de mayor probabilidad de ocurrencia, y para efectos fuera de la cerca, tamaños de agujeros medianos y mayores, los cuales dominarán las severidades mayores.
En este sentido, se recomienda seleccionar los diámetros equivalentes de orificios de fuga dentro de los siguientes rangos:
a. Fuga menor:
Orificios de 1/4” hasta 1” de diámetro (6,25–25 mm). Asociadas a fuga a través de empacaduras, uniones, estoperas de equipos rotativos, corrosión, pinchazos, y otros.
b. Fuga mediana:
Orificios de 1” hasta 2” de diámetro (25 –50 mm). Asociada a perforación de tuberías o equipos, defectos de fabricación, y otros.
c. Fuga mayor:
Orificios de 2” hasta 6”. (Dentro de la instalación, rotura total hasta diámetros de tuberías de 6” y fuera de la instalación rotura total del diámetro de tubería).
Criterios de Daños:
Según la Norma PDVSA IR-S-02 (2004), los modelos de estimación de consecuencias se basan en el principio general de que la severidad de una consecuencia es función de la distancia a la fuente de descarga.
La consecuencia es también dependiente del objeto del estudio, ya que si el propósito es por ejemplo evaluar efectos sobre el ser humano, las consecuencias pueden ser expresadas como fatalidades o lesiones, mientras que si el objeto es evaluar daño a las propiedades tales como estructuras y edificios, las consecuencias pueden ser pérdidas económicas. La mayoría de los estudios cuantitativos de riesgos consideran simultáneamente diversos tipos de resultantes de incidentes (por ejemplo, daños a la propiedad y exposiciones a sustancias inflamables, combustibles y/o tóxicas). Para estimar riesgos, se debe usar una unidad común de medida de consecuencias para cada tipo de efectos (muerte, lesión o pérdida monetaria). La dificultad en comparar diferentes tipos de efectos, ha conducido al uso de las fatalidades (muertes) como el criterio de comparación predominante.
Para obtener resultados significativos al usar la técnica del Análisis Cuantitativo de Riesgos, es necesario establecer criterios de daños relacionados con el nivel de peligro de interés para el propósito del estudio. Los criterios de daños están referidos a los efectos de productos tóxicos, incendios y explosiones generados por los escenarios de accidentes que podrían desarrollarse en cada una de las unidades de proceso bajo estudio.
Un método para evaluar la consecuencia de una resultante de un accidente es el modelo de efecto directo, el cual predice efectos sobre personas o estructuras basados en criterios predeterminados (por ejemplo, si un individuo es expuesto a una cierta concentración de gas tóxico entonces se supone la muerte del mismo). En realidad, las consecuencias pueden no tener la forma de funciones discretas, sino conformar funciones de distribución de probabilidad. Un método estadístico de evaluar una consecuencia es el Método Probit.
Según ARPCA, Asesores de Riesgos de Procesos (2003), el establecimiento de daños a personas como consecuencia de accidentes severos, mayores o catastróficos, generados por productos inflamables, combustibles y/o tóxicos, requieren de la adopción de niveles de daño que representan un nivel determinado de exposición y duración.
Para la determinación de la dosis equivalente de daño se requiere la utilización de ecuaciones Probit, las cuales son comúnmente utilizadas en la cuantificación de las posibles fatalidades para una población expuesta. La dosis equivalente de daños (DED) utilizada en este estudio corresponde al 1%, 50% y 99% de fatalidades para cuantificar el riesgo individual a terceros y trabajadores.
El procedimiento de cálculo se muestra a continuación
Radiación:
La ecuación Probit para radiación está representada de la siguiente manera:
Donde: Pr : Probit
I: Intensidad de radiación efectiva (W/m2 ) T: tiempo de exposición (s)
Constantes:: a = -12,8 y b= 2,56
Sobrepresión:
La ecuación Probit para sobrepresión es la siguiente:
Pr = a + b ln P Fórmula Nº 2
Donde: Pr : Probit
P: Pico de sobrepresión (psig) Constantes:: a = 1,47 y b= 1,35
Tabla Nº 2
Niveles de Daños Para Terceros y Trabajadores
Peligro Terceros y Trabajadores
Radiación (piscina incendiada y chorro de fuego)
Duración de la exposición 30 seg.
Ecuación Probit Pr= - 12,8 + 2,56 ln (txI4/3 )
1% nivel de afectación 7,27 kW/m2 (1% fatalidad)
50% nivel de afectación 14,89 kW/m2 (50% fatalidad)
99% nivel de afectación 28,47 kW/m2 (99% fatalidad) Fogonazo Duración de la exposición Instantánea
Ecuación Probit N/A
Nivel de afectación LFL - 100% fatalidad
Sobrepresión Duración de la exposición Instantánea
Ecuación Probit Pr= 1,47 + 1,37 ln (P)
1% nivel de afectación 2,40 psig (1% fatalidad)
50% nivel de afectación 13,1 psig (50% fatalidad)
99% nivel de afectación 72,0 psig (99% fatalidad)
Nota: Propiedad del Autor (2008)
Estimación de Frecuencia de Eventos Peligrosos
Árbol de Eventos:
Según ARPCA, Asesores de Riesgos de Procesos (2003), el árbol de eventos permite establecer, a partir de un evento iniciador, las secuencias de eventos hasta las consecuencias finales, relacionando las fallas de los equipos con el error humano.
Chorro de Fuego (Jet Fire): Este escenario se desarrollará cuando ocurre la ignición inmediata de una fuga de gas o vapor inflamable.
Piscina de Fuego (Pool Fire): Este escenario se desarrollará cuando un producto inflamable es derramado y ocurre la ignición del mismo. Generalmente, este tipo de escenario está limitado al área que lo contiene y los resultados del mismo son expresados en términos de radiación térmica. En aquellos escenarios donde no se disponga de medios de contención, tales como brocales y diques, el programa de simulación estima el diámetro equivalente de la piscina, suponiendo que se llena un cono con 1% de pendiente.
Explosión de Nube de Vapor (VCE): Este escenario ocurrirá cuando exista una fuga de gas o vapor inflamable que no se incendia inmediatamente, dando origen a la formación de una nube. Entre otros factores, la posibilidad de ocurrencia de un VCE depende de la concentración de un producto inflamable en la nube, la energía de la fuente de ignición y el nivel de confinamiento, siendo su mayor efecto la formación de ondas de sobrepresión.
Fogonazo (Flash Fire): Este escenario ocurrirá cuando exista una fuga de gas o vapor inflamable que no se incendia inmediatamente, dando origen a la formación de una nube de gas. Cuando la nube alcanza un punto lejano de ignición, esta se incendia sin llegar a explotar, debido a que no están presentes las condiciones necesarias para una explosión. Los efectos de este escenario se determinan en base a radiación térmica, y está delimitado por el límite inferior de inflamabilidad (LII) del gas o vapor combustible.
concentración, las personas expuestas pudiesen experimentar efectos o síntomas amenazadores a la salud.
Un evento es un suceso que envuelve el comportamiento de un equipo, una acción humana o un agente o elemento externo al sistema y que causa desviación de su comportamiento normal.
El árbol de eventos es un modelo gráfico y lógico que identifica y cuantifica los posibles escenarios que se generan al ocurrir un evento iniciador. Además, proporciona una cobertura sistemática de la secuencia de propagación del accidente, ya sea a través de una serie de acciones de sistemas de protección, funciones normales de la planta, entre otros.
El árbol de eventos se utiliza en fase de operación para examinar las consecuencias potenciales de fallas de equipos y en fase de diseño para examinar posibles accidentes que resulten producto del inicio de un evento, así como la frecuencia de ocurrencia del mismo.
Cada rama del árbol representa un escenario separado. La secuencia de eventos es mostrada a continuación:
Identificar el evento iniciador: El evento iniciador normalmente corresponde a la descarga de un material peligroso, a través de la ruptura de una tubería o recipiente, explosión interna, entre otros. La frecuencia de este accidente es estimada mediante los datos históricos o por un análisis de árbol de fallas.
ejemplo, sistemas de seguridad automáticos, alarmas que avisan al operador, entre otros.
Construir el árbol de eventos para todos los escenarios peligrosos: El árbol es construido de izquierda a derecha. Para cada título se analizan dos o más alternativas hasta obtener el escenario final. El título se indica en el tope de la página, sobre la rama apropiada del árbol de eventos. Usualmente se obtienen respuesta de “SI” en la rama de arriba y “NO” en la rama de abajo.
Clasificar los escenarios en categorías de consecuencias similares: El objetivo de la construcción del árbol de eventos es identificar los escenarios posibles importantes que tiene sentido en el análisis cuantitativo de riesgos. El escenario final del árbol se clasifica de acuerdo con el tipo de modelo de consecuencias que deba emplearse para completar el análisis.
Cuantificar los escenarios: La frecuencia de cada escenario se determina multiplicando la frecuencia del evento iniciador por la probabilidad condicional a lo largo del desarrollo del árbol para ese escenario. Para verificar, la suma de todas las frecuencias de los escenarios debe ser igual a la frecuencia del evento iniciador.
Probar los escenarios: Los resultados deben ser probados con sentido común y contra registros históricos, para evitar resultados incorrectos (omisión de ramas importantes) o inexactos (debido a datos pobres).
Metodología de Cálculo de Riesgo Individual y Riesgo Social
riesgo individual y el riesgo social como se describe a continuación. (Norma PDVSA IR-S-02, 2004).
Riesgo Individual
El riesgo individual se define como aquel al que está expuesta una persona que se encuentra cerca de un peligro, incluyendo la naturaleza del daño al individuo, la probabilidad que ocurra el daño y el período durante el cual puede producirse dicho daño.
El riesgo individual se puede estimar para la mayoría de los individuos expuestos, para grupos de individuos en lugares determinados o para un individuo promedio en una zona de afectación.
Figura Nº 2
Ejemplo del Contorno de Riesgo Individual.
Nota: CCPS (1986)
clasificados como receptores voluntarios de riesgo y las personas viviendo en áreas residenciales cercanas son clasificadas como receptores involuntarios de riesgo. Se puede pensar que la aceptación voluntaria de un riesgo es aproximadamente el mismo que el de aceptación de la muerte por enfermedad. Eeste valor es aproximadamente 1 x 10–6 fatalidades por persona hora de exposición o asumiendo una exposición continua 8760 horas por año, es 8,76 x 10–3 fatalidades por persona año. Así un riesgo de 1 x 10–3 fatalidades por persona año es generalmente aceptable para trabajadores industriales.
Así mismo, se estima que el nivel de riesgo tolerable para una exposición involuntaria es una en mil (1:1000) del valor de la exposición voluntaria, es decir, aproximadamente 1 x 10–6 fatalidades por persona año, o una posibilidad en un millón. En consideración a lo antes expuesto, los criterios de tolerancia de riesgo individual fijados por la Industria Petrolera y Petroquímica nacional se indican en la Tabla Nº 3.
Tabla Nº 3
Criterios de Tolerancia de Riesgo Individual Para Terceros y Trabajadores
Riesgo Individual a Terceros Indice de Frecuencia de
Riesgo (IFR)
Clasificación Comentario
F > 10–5 /año Intolerable El riesgo debe ser reducido a cualquier costo.
10–6 /año < F < 10–5 /año Representa la región de riesgo reducible
Reducción adicional del riesgo basado en análisis costo beneficio.
F < 10–6 /año Tolerable o mínimo Reducción del riesgo si los recursos lo permiten. Aún aplica concepto de costo beneficio.
Riesgo Individual al Trabajador Indice de Frecuencia de
Riesgo (IFR)
Clasificación Comentario
F > 10–3 /año Intolerable El riesgo debe ser reducido a cualquier costo.
10–4 /año < F < 10–3 /año Representa la región de riesgo reducible
Reducción adicional del riesgo basado en análisis costo beneficio.
F < 10–4 /año Tolerable o mínimo Reducción del riesgo si los recursos lo permiten. Aún aplica concepto de costo beneficio.
Nota: Propiedad del Autor (2008)
Riesgo Social
Figura Nº 3
Criterio PDVSA de Tolerancia de Riesgo Social.
Nota: Norma PDVSA IR-S-02 (2004)
Categorías de Riesgo
Riesgo Intolerable:
Riesgo Reducible:
Cuando el nivel de riesgo analizado se ubica en esta región, no puede objetarse el sostenimiento de la condición operacional en tales circunstancias, pero es aconsejable visualizar todas las opciones posibles de reducción del riesgo, a través de la combinación de medidas de ingeniería y/o administrativas, que permiten la reducción de la probabilidad de ocurrencia y/o minimización de consecuencias de los posibles accidentes. En este caso, resulta aconsejable dar prioridad a las medidas de ingeniería dirigidas a la reducción de probabilidades de ocurrencia de eventos indeseables y luego complementar las mismas con las medidas administrativas que reduzcan o atenúen las consecuencias de los mismos. Finalmente, deben valorarse las medidas individuales o combinaciones de ellas, mediante la aplicación de un análisis costo–beneficio, que soporte la justificación económica de las propuestas a efectos de facilitar la toma de decisiones.
Riesgo Mínimo:
BASES LEGALES.
Como bases legales de esta investigación, se citaron artículos de la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela y la Ley Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo (LOPCyMAT), donde se mencionan que se deben garantizar las condiciones de seguridad e higiene de los trabajadores y de esta manera no afectar su entorno social, ni ocasionar daños al ambiente, debido a accidentes industriales, así como también tomar acciones tendentes a garantizar el resguardo de las empresas medulares para el desarrollo del país.
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela.
Título III De los derechos humanos y garantías, y de los deberes. Capítulo V De los derechos sociales y de las familias. Artículo 87.
Se consideró este artículo debido a que el patrono o patrona debe garantizar a sus trabajadores y trabajadoras condiciones de seguridad, higiene y ambiente de trabajo adecuados, donde el Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR) identifica los peligros potenciales y estima la magnitud de sus consecuencias.
Capítulo IX De los Derechos Ambientales. Artículo 127.
Ley Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo (LOPCyMAT).
Título IV De los derechos y deberes.
Capítulo II Deberes y derechos de los empleadores y empleadoras Deberes de los empleadores y empleadoras. Artículo 56.
Título VDe la higiene, la seguridad y la ergonomía.
De las políticas de reconocimiento, evaluación y control de las condiciones peligrosas de trabajo. Artículo 62.
GLOSARIO
Los conceptos que a continuación se mencionan fueron extraídos de la Norma PDVSA IR-S-00 Definiciones, (1996).
Accidente: Evento o secuencia de eventos no deseados e inesperados que causan lesiones personales y/o daños al medio ambiente y/o pérdidas materiales.
Análisis de Arbol de Eventos (ETA): Modelo gráfico y lógico que identifica y cuantifica los posibles resultados que siguen a un evento iniciador. Puede ser cualitativo o cuantitativo.
Análisis de Consecuencias: El análisis de los efectos esperados de un accidente, independientemente de la probabilidad o frecuencia con que estos se produzcan.
Análisis Cuantitativo de Riesgos: Método de ingeniería y formulaciones matemáticas, combinadas con información estadística de fallas, para producir resultados numéricos de consecuencias de accidentes y sus frecuencias o probabilidades de ocurrencia, usados para estimar riesgos.
Brocal: Muro generalmente de concreto, que sirve para controlar y dirigir los derrames hacia un canal abierto y/o sumidero.
Consecuencias: Resultado de una secuencia de eventos de un accidente. Se refiere a eventos tales como fuego, explosión, escape de productos tóxicos, contaminación ambiental, etc. No se refiere a los efectos sobre la salud, pérdidas económicas, etc., las cuales son el resultado final de un accidente.
Dique o Muro de Contención: Pared generalmente de concreto, tierra, o arena, levantada alrededor de los tanques superficiales de almacenamiento de productos combustibles o inflamables, para retener el líquido en caso de un derrame.
Error Humano: Acciones de diseñadores, operadores o gerentes, que pueden contribuir o resultar en accidentes.
Evento: Suceso que envuelve el comportamiento de un equipo, una acción humana o un agente o elemento externo al sistema y que causa desviación de su comportamiento normal.
Evento Iniciador: Falla o desviación del comportamiento esperado de un sistema o componente, capaz de convertirse en el comienzo del desarrollo de un accidente, a menos que intervenga un sistema u operación, que prevenga o mitigue al accidente.
Evento Intermedio: Evento dentro de la secuencia de eventos de un accidente, que contribuye a la propagación del mismo, o contribuye a prevenir el accidente o mitigar las consecuencias.
Evento Tope: Resultado de una cadena de ocurrencia de eventos, del cual pueden derivarse determinadas consecuencias y cuyas posibles causas son analizadas en un árbol de fallas.
Frecuencia: Número de ocurrencias de un evento por unidad de tiempo.
Límite Inferior de Inflamabilidad (LII): Concentración más baja de un vapor o gas inflamable en aire, expresado en porcentaje por volumen, por debajo de la cual la mezcla gas–aire es pobre y por lo tanto no permite la propagación de la combustión.
Líquidos Combustibles: Líquidos con punto de inflamación igual o mayor que 37,8 °C (100 °F) subdivididos de la siguiente forma:
_ Clase II: Líquidos con punto de inflamación mayor o igual a 37,8 °C (100 °F) y menor que 60 °C (140 °F).
_ Clase IIIA: Líquidos con punto de inflamación mayor o igual a 60 °C (140 °F) y menor que 93,3 °C (200 °F).
_ Clase IIIB: Líquidos con punto de inflamación mayor o igual a 93,3 °C (200 °F).
Líquidos Inflamables: Líquidos con punto de inflamación inferior a 37,8 °C (100 °F) y una presión de vapor absoluta que no exceda 277 kPa (40 lbs/pul2), a 37,8 °C (100 °F), subdivididos de la siguiente forma:
_ Clase I: Incluye los líquidos con punto de inflamación menor que 37,8 °C (100 °F).
_ Clase IA: Líquidos con punto de inflamación menor que 22,8 °C (73 °F) y punto de ebullición menor que 37,8 °C (100 °F).
_ Clase IB: Líquidos con punto de inflamación menor que 22,8 °C (73 °F) y punto de ebullición mayor o igual que 37,8 °C (100 °F).
_ Clase IC: Líquidos con punto de inflamación mayor o igual a 22,8 °C (73 °F) y menor que 37,8 °C (100 °F).
Peligro: Condición química o física de un sistema, planta o proceso que tiene el potencial para causar daño a las personas, la propiedad y/o el ambiente. Se debe entender como la combinación de una substancia peligrosa y un ambiente operacional, tal que la ocurrencia de ciertos eventos no deseados, pueden resultar en un accidente.
Probabilidad: Posibilidad de ocurrencia de un evento o una secuencia de eventos durante un intervalo de tiempo, o la posibilidad de éxito o falla de un sistema en prueba o demanda. Por definición, la probabilidad debe ser expresada como un número adimensional entre 0 y 1.
Radiación Térmica: Propagación de energía en la banda infrarroja del espectro electro–magnético.
Rango de Inflamabilidad: Gama de concentraciones, expresada en porcentaje por volumen en aire, en la cual un gas o vapor permite la propagación de la llama en presencia de una fuente de ignición. Esta gama se encuentra entre los límites inferior (LII) y superior de inflamabilidad (LSI).
Riesgo: Medida de pérdidas económicas, daño ambiental o lesiones humanas, en términos de la probabilidad de ocurrencia de un accidente (frecuencia) y magnitud de las pérdidas, daño al ambiente o de las lesiones (consecuencias).
Riesgo Individual: Riesgo a que está sometida una persona en la proximidad de un peligro. Esto incluye la naturaleza del daño al individuo, la probabilidad de lesión y el período de tiempo en el cual la lesión puede ocurrir.
Riesgo Social: Medida del riesgo a un grupo de personas, frecuentemente expresado en términos de la distribución de frecuencia y las fatalidades de accidentes múltiples.
Rosa de Vientos: Diagrama que muestra el porcentaje del tiempo que el viento está soplando en una dirección particular, en un área geográfica determinada.
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
DISEÑO Y TIPOS DE INVESTIGACIÓN
Diseño de la Investigación.
Según Cabrero J. y Martínez M. (1996), en el Diseño No Experimental el investigador observa los fenómenos tal y como ocurren naturalmente, sin intervenir en su desarrollo y el Diseño Transeccional implica la recolección de datos en un solo corte en el tiempo.
Sobre la base de lo antes descrito, la investigación tuvo un diseño de la investigación No Experimental Transeccional, debido a no se manipularon las variables tales como presión, capacidad de equipos, características fisicoquímicas de los fluidos entre otras, mientras que la recolección de datos se realizó en un solo momento, en un tiempo único.
Tipos de Investigación.
Según Grajales T. (2000), la Investigación Aplicada se caracteriza por su interés en la aplicación, utilización y consecuencias prácticas de los conocimientos.
práctico, por ende en la búsqueda de la solución del problema planteado se puso en práctica teorías o principios existentes, los cuales fueron confrontados con la realidad a fin de identificar los niveles de riesgo de la instalación a estudiar.
Según Grajales T. (2000), la Investigación Explicativa pretende conducir a un sentido de comprensión o entendimiento de un fenómeno. Apuntan a las causas de los eventos físicos o sociales.
La investigación según el nivel de conocimiento fue de Tipo Explicativa, debido a que se realizó el registro, análisis e interpretación de la información relativa al contexto operacional (presiones de operación, temperatura, inventario de equipos, entre otros.) del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT).
Según Grajales T. (2000), la investigación Documental es aquella que se realiza a través de la consulta de documentos (libros, revistas, periódicos, memorias, anuarios, registros, códigos, constituciones, etc.). La de Campo o investigación directa es la que se efectúa en el lugar y tiempo en que ocurren los fenómenos objeto de estudio. La investigación mixta es aquella que participa de la naturaleza de la investigación documental y de la investigación de campo.
POBLACIÓN Y MUESTRA
Según Grajales T. (2000), Población es el conjunto total de individuos, objetos o medidas que poseen algunas características comunes observables en un lugar y en un momento determinado
Para llevar a cabo el desarrollo de esta investigación se tomó en cuenta una población representada por todos los equipos principales (tanques de almacenamiento de crudo, bombas reforzadoras y principales, múltiple de recibo de crudo) ubicados en el Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero, Coordinación Operacional Oriente, PDVSA.
Según Grajales T. (2000), la Muestra es un subconjunto fielmente representativo de la población.
Es importante mencionar que la selección de todos los equipos principales del CATCT, se realizó sobre la base del Análisis de Consecuencias, mediante el cual se determinó los efectos de un evento (incendio) con respecto a trabajadores, terceros y demás equipos de la instalación, lo cual se encuentra enmarcado dentro de la metodología Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR). Por otro lado, las distintas capacidades de los trece (13) tanques de almacenamiento de crudo y las dos (2) tipos de segregaciones de crudo manejadas en la instalación Santa Bárbara (41 °API) y Mesa (30 °API), generan impactos diferentes al generarse un evento (tabla Nº 4). El CATCT cuenta con nueve (9) bombas reforzadoras y 16 bombas principales, además del múltiple de recibo de crudo.
Tabla Nº 4
Capacidad de los tanques de almacenamiento de crudo del CATCT y el tipo de segregación manejado por cada tanque.
TANQUE N° CAPACIDAD NOMINAL
(MBNP) SEGREGACIÓN MANEJADA
9751
97
Mesa 30
9752 Mesa 30
9754 Mesa 30
9755 Mesa 30
9756 Mesa 30
130001
130 Mesa 30
130002 Mesa 30
200001
200
Santa Bárbara
200002 Santa Bárbara
200003 Santa Bárbara
250001
250
Mesa 30
250002 Santa Bárbara
250003 Santa Bárbara
Tabla N° 5
OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES
Objetivos Especificos Variables Definición Conceptual
Definición
Operacional Dimensiones Indicadores
Describir el contexto operacional del
Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT)
Identificar las consecuencias de los
eventos que pueden presentarse en el CATCT, utilizando el software Canary By Quest.
Identificar la frecuencia de los eventos peligrosos utilizando la técnica árbol de eventos.
Estimación de
Frecuencia
Probabilidad de ocurrencia de evento peligroso
(frecuencia de fallas/año)
Cuantificar el nivel de riesgo social e individual del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero.
Tolerancia
Riesgo Individual (IFR) Riesgo Social
(IFR/fatalidades)
Distancia 1% fatalidad (mts)
Distancia 50% fatalidad (mts)
Distancia 99% fatalidad (mts)
Riesgo
Es la probabilidad
de ocurrencia de un
evento (frecuencia) por las consecuencias en seguridad, ambiente, producción, costos (operaciones y mantenimiento). Riesgo = Frecuencia x Consecuencias Medida de pérdidas
económicas, daño
ambiental o lesiones
humanas, en
términos de la
probabilidad de
ocurrencia de un
accidente
(frecuencia) y
magnitud de las
pérdidas, daño al
ambiente o de las lesiones
(consecuencias).
Estimación de
Consecuencias
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.
Observación Directa
Consistió en la recolección de datos mediante la observación del equipo en condiciones normales de servicio, lo cual permitió al investigador tener una descripción más precisa de las características del equipo, sistema o instalación. Estas observaciones se realizaron mediante visitas guiadas por los operadores y mantenedores de la instalación.
Entrevistas No Estructuradas
Estuvieron enfocadas al personal de operación y equipo multidisciplinario de mantenimiento del Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero (CATCT), de tal manera de obtener de forma rápida la información necesaria, a través de la experiencia de los ingenieros, operadores, mecánicos, electricistas e instrumentistas.
Revisión Bibliográfica
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
DESCRIPCIÓN DEL CONTEXTO OPERACIONAL DEL CENTRO DE
ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE CRUDO TEJERO (CATCT)
Ubicación Geográfica
El Centro de Almacenamiento y Transporte Tejero (CATCT), se encuentra ubicado al Norte del Estado Monagas, a 7 Km. de la ciudad de Punta de Mata y a 152 Km. de Puerto La Cruz; con una altitud de 807 Pies sobre el nivel del mar y ocupa una extensión de 100 hectáreas. En sus adyacencias se encuentra la carretera nacional Maturín - Puerto La Cruz, la parroquia El Tejero, la población de Casupal y el Campo Residencial (El Tejero), habitado por trabajadores de PDVSA.
Fecha de Construcción
Figura N° 4
Ubicación Geográfica del CATCT.
Nota: PDVSA, Gerencia ATC Oriente (2007)
Propósito del C.A.T.C.T
La producción de crudo proveniente de los campos Pirital, Carito y parte del Furrial es almacenada temporalmente en el CATCT hasta que es bombeada hacia los Terminales de Almacenamiento y Embarque de Jose (TAEJ), Guaraguao (TAEG) para su Refinación, Comercialización y hacia el Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Anaco (CATCA) como Diluente.
Descripción de Equipos
El Centro de Almacenamiento y Transporte de Crudo Tejero, dispone de tres (3) sala de bombas. La primera sala consta de diez (10) unidades motor-bomba con capacidad de bombeo de 3.5 MBH; la segunda sala posee seis (6) unidades bomba de 4.5 MBH, y la última sala dispone de dos (2) unidades
motor-Barcelona
TAEJ
TAEG
CATCT
CATCJ ERB I
Caripito
ER II Monagas Monagas
28.200 km 28.200 km22
Monagas Monagas 28.200 km 28.200 km22
Anzoategui
43.300 km2
Anzoategui
43.300 km2
CATCA
N N
bomba con capacidad de bombeo de 12 MBH y siete (7) unidades motor-bomba de 8.3 MBH. También está conformado por trece (13) tanques de almacenamiento, cuatro (4) tanques para el crudo mediano - Punta de Mata (T-9752/ T-9754/ T-9755/ T-130001), cuatro (4) tanques para el crudo mediano - Jusepín (T-9751/ T-9756/ T-130002/ T-250001) y cinco (5) tanques para el Crudo liviano - Punta de Mata y Jusepín, (200001/ 200002/ 200003/ 250002/ T-250003). Las tablas muestran las especificaciones técnicas y caracteristicas de cada unidad.
Tabla Nº 6
Especificaciones Técnicas de las Bombas Centrífugas de la Sala de Bombas 1 del CATCT.
TAP Pos. Marca N° Etapa Serial
Capacidad (GPM)
Velocidad
(RPM) Modelo
1 Horizontal Ingersoll Dresser 4 0-196004 2332 3560 6X13DAD-4 2 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588036 2332 3560 6X13DAD-4
3 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588033 2332 3560 6X13DAD-4 4 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588035 2332 3560 6X13DAD-4 5 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588034 2332 3560 6X13DAD-4
6 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588037 2332 3560 6X13DAD-4 7 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588028 2332 3560 6X13DAD-4 8 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588029 2332 3560 6X13DAD-4 9 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588027 2332 3560 6X13DAD-4 10 Horizontal Ingersoll Dresser 4 588030 2332 3560 6X13DAD-4
Bombas Centrífugas de la Sala de Bombas 1
Tabla Nº 7
Especificaciones Técnicas de los Motores Eléctricos de la Sala de Bombas 1 del CATCT.
TAP Pos. Marca Serial
Velocidad
(RPM) Potencia Votls Amps Frame
1 Horizontal Siemen s
E11094-01-1 3573 1500 4160 212 7212D S 2 Horizontal Louis Allis 7H0923L-002 3585 1750 4160 215 7212D
S 3 Horizontal Louis Allis 8L46164002 3585 1500 4160 182 7212D
S 4 Horizontal Louis Allis 8L46164008 3585 1500 4160 182 7212D
S 5 Horizontal Louis Allis 8L46164009 3585 1500 4160 182 7212D
S 6 Horizontal Louis Allis 7-LH0923L-001 3585 1750 4160 213 7212D
S 7 Horizontal Louis Allis 8L46164004 3585 1500 4160 182 7212D
S 8 Horizontal Louis Allis 8L46164005 3585 1500 4160 182 7212D
S 9 Horizontal Louis Allis 7H0922L-001 3585 1750 4160 213 7212D
S 10 Horizontal Louis Allis 6H089L-001 3585 1750 4160 213 7212D
S Motor Eléctrico de la Sala de Bombas 1
Nota: Propiedad del Autor (2008)
Tabla Nº 8
Especificaciones Técnicas de las Bombas Centrífugas de la Sala de Bombas 2 del CATCT.
TAP Pos. Marca N° Etapa Serial
Capacidad (GPM)
Velocidad
(RPM) Modelo
11 Horizontal Ingersoll Dresser 4 196103 3800 3560 8X13DAD-4 12 Horizontal Ingersoll Dresser 4 595020 3800 3560 8X13DAD-4 13 Horizontal Ingersoll Dresser 4 495014 3800 3560 8X13DAD-4 14 Horizontal Ingersoll Dresser 4 196009 3800 3560 8X13DAD-4 15 Horizontal Ingersoll Dresser 4 196008 3800 3560 8X13DAD-4 16 Horizontal Ingersoll Dresser 4 196004 3800 3560 8X13DAD-4
Bombas Centrífugas de la Sala de Bombas 2
Tabla Nº 9
Especificaciones Técnicas de los Motores Eléctricos de la Sala de Bombas 2 del CATCT.
TAP Pos. Marca Serial
Velocidad
(RPM) Potencia Votls Amps Frame
11 Horizontal Siemens E08431-02-1 3573 2500 4160 313 6811 12 Horizontal Siemens E07402-01-2 3573 2500 4160 313 6811 13 Horizontal Siemens 1-5110-65468-06-3 3573 2500 4160 313 6811 14 Horizontal Siemens E08431-03-2 3573 2500 4160 313 6811 15 Horizontal Siemens E08431-03-1 3573 2500 4160 313 6811 16 Horizontal Siemens E11094-01-1 3573 2500 4160 313 6811
Motor Eléctrico de la Sala de Bombas 2
Nota: Propiedad del Autor (2008)
Tabla Nº 10
Especificaciones Técnicas de las Bombas Centrífugas de la Sala de Bombas Reforzadoras del CATCT.
TAP Pos. Marca N° Etapa Serial
Capacidad (GPM)
Velocidad
(RPM) Modelo
1 Horizontal Ingersoll Dresser 1 0-88526 8400 700 14X23S
2 Horizontal Ingersoll Dresser 1 0-88527 8400 700 14X23S
3 Vertical Ingersoll Dresser 4 1091-9001 5833 1200 20NKYH-1
4 Vertical Ingersoll Dresser 4 1091-1003 5833 1200 20NKYH-1
5 Vertical Ingersoll Dresser 4 1091-9006 5833 1200 20NKYH-1
6 Vertical Ingersoll Dresser 4 1091-9002 5833 1200 20NKYH-1
7 Vertical Ingersoll Dresser 4 003MP001905-1 5833 1200 20NKYH-1
8 Vertical Ingersoll Dresser 4 1091-9005 5833 1200 20NKYH-1
9 Vertical Ingersoll Dresser 4 95-42-300560-1 5833 1200 20NKYH-1
Bombas Centrífugas de la Sala Reforzadoras
